Les spores ou les conidies fongiques sont responsables de la dissémination des champignons filamenteux dans l'environnement (air, eau, sol,…). Ensuite les spores fongiques peuvent se déposer sur les équipements dans les ateliers de fabrication, sur les matières premières agricoles et sur les aliments. Au laboratoire, les spores sont obtenues en cultivant les champignons filamenteux en conditions optimales en termes de température, activité de l'eau, nutriments, de manière à obtenir le matériel biologique le plus rapidement possible. Or naturellement, lors de la sporulation, les champignons sont soumis à différents stress, notamment hydrique, ce qui entraîne des différences notables dans l'état physiologique de la spore. Ainsi notre objectif durant cette thèse est d’évaluer l’état physiologique des spores lorsqu’elles sont soumises à certaines conditions. Une première partie de la thèse vise à établir un nouveau modèle pour une meilleure détermination du temps de germination. L’étape suivante présente l’évaluation de l’influence du stress hydrique de la sporogénèse à la germination des spores. Les deux dernières parties présentent enfin l’évaluation des conditions de stockage sur la germination des spores. L’état physiologique est un facteur clé dans le processus de germination, il serait opportun de l’intégrer dans les modèles prédictifs de la germination. / Fungal spores or conidia are responsible for filamentous fungi spread in environment (air, water, soil…). Then, they can be found on several environments including foods. In laboratory spores are obtained under favorable conditions. However, these conditions are not real, spores are subject to various stress including water stress after their formation. These conditions can make some interactions with their physiological state. Thus, our aim consists in evaluating spores physiological state after their exposition to various conditions of storage. First part of this thesis is about definition of a new model of germination for improving germination time determination. Next step concerns evaluation of water stress during spore’s germination process. The last two parts are finally dedicated to evaluation of storage condtions on spore’s germination time. Physiological state is a key factor in the germination process. It would be appropriate to include this factor in predictive models.

Les systèmes de robotique sociale sont de plus en plus présents dans nos vies. Ce ne sont plus des entités isolées, mais on s'attend à ce qu'ils soient capables d'interagir et de communiquer avec les humains. Ils doivent respecter les normes comportementales attendues par les humains avec qui les systèmes robotiques sont en interaction.L'une des principales pistes de recherche dans le domaine de la robotique sociale est représentée par la conception d'une interaction naturelle entre un robot social et un individu. Plus spécifiquement, cette interaction devrait prendre en considération le profil de l'individu, l'état émotionnel, l'état physiologique et l'humeur, entre autres.Dans cette thèse, nous explorons la relation qui existe entre l'échelle de typologie circadienne, la performance cognitive et l'état physiologique au cours de différents scénarios d'interaction homme-robot. L'administration de différents questionnaires psychologiques permet de déterminer le profil d'un individu. En outre, à l’aide de différents capteurs (par exemple, GSR, caméra thermique), de multiples méthodologies ont été développées pour déterminer l’état physiologique d’un individu. Plus spécifiquement, la variation de la température faciale, le clignotement des yeux et la réponse galvanique de la peau ont été étudiés.Plusieurs scénarios d'interaction homme-robot ont été conçus afin de tester le système développé. L'impact de l'empathie a également été étudié. En outre, le système développé a été testé avec succès dans deux environnements réels, avec deux populations vulnérables. La première application d'assistance est représentée par le projet de recherche EU H2020 ENRICHME, dans lequel un robot a été développé pour les personnes âgées atteintes d'un trouble cognitif léger. La deuxième population vulnérable est constituée d'individus souffrant de différents troubles du sommeil.Nous pensons que cette thèse représente une étape importante dans la compréhension de l'état physiologique de l'individu et est liée à la performance cognitive. / Social robotic systems are more and more present in our everyday lives. They are no longer isolated entities, but instead, they are expected to be capable of interacting and communicating with humans. They have to follow the behavioral norms that are expected by the individuals the robotic systems are interacting with.One of the main research directions in the field of social robotics is represented by the design of a natural interaction between a social robot and an individual. More specifically, this interaction should take into consideration the profile of the individual, the emotional state, the physiological internal state, and the mood, among others.In this thesis it is explored the relationship that exists between morningness-eveningness, cognitive performance, and the internal physiological state during different human-robot interaction scenarios. By administering different psychological questionnaires, the profile of an individual can be determined. Moreover, with the help of different sensors (e.g., GSR, thermal camera), multiple methodologies were developed to determine the internal physiological state of an individual. More specifically, the facial temperature variation, the blinking, and the galvanic skin response were investigated.Several human-robot interaction scenarios have been designed in order to test the developed system. The impact of empathy was also investigated. Furthermore, the developed system was successfully tested in two real-world environments, with two vulnerable populations. The first assistive application is represented by the ENRICHME EU H2020 research project, where a personal robot was developed for the elderly with mild cognitive impairment. The second vulnerable population consists of individuals suffering from different sleep disorders.We believe that this thesis represents an important step in understanding how the physiological internal state of an individual is related to cognitive performance, and to the user profile of that individual.

Les ferments lactiques, d’une importance industrielle considérable, sont très largement commercialisés sous forme concentrée, congelée ou lyophilisée en vue de leur utilisation ultérieure dans les procédés industriels tels que les procédés de production de fromage. Cependant, les procédés de stabilisation (congélation et lyophilisation) engendrent différents stress qui peuvent conduire à de faibles taux de survie et des pertes de fonctionnalités des microorganismes. Dans ce contexte, ce travail de thèse vise à mieux comprendre l’incidence de l’état physiologique des cellules de L. lactis TOMSC161 au moment de la récolte sur leur tolérance à la lyophilisation et au stockage, et de développer des outils simples mais efficaces d’évaluation de l’état physiologique des cellules au cours de la fermentation pour les industriels. Dans une première partie, l’influence de différents paramètres de fermentation (température, pH et phase de croissance) sur la croissance et la résistance de L. lactis TOMSC161 à chaque étape du procédé de lyophilisation et au stockage a été étudiée. Alors que les performances de la souche ne sont pas dégradées après congélation, L. lactis s’est avéré sensible au séchage et au stockage à température ambiante. De plus, la température de fermentation et l’instant de récolte influencent la résistance au séchage de cette bactérie. Ainsi, les cellules de L. lactis TOMSC161 cultivées à 32 °C, pH 6,2 et récoltées tardivement (en phase stationnaire avancée) présentent une croissance optimale et la meilleure résistance à la lyophilisation et au stockage à 4 °C. Dans une seconde partie, une caractérisation approfondie de la membrane de L. lactis TOMSC161 aux niveaux biochimique et biophysique a été réalisée au cours de fermentations à différentes températures (22 et 30 °C) et a été mise en lien avec la résistance des ferments à la lyophilisation et au stockage. La cyclopropanation des acides gras insaturés de L. lactis TOMSC161 au cours de la fermentation est reliée à une rigidification de la membrane et permet d’améliorer la tolérance des cellules à la lyophilisation et au stockage. A l’inverse, la culture des cellules à une température inférieure à la température optimale de croissance induit une adaptation homéovisqueuse de la membrane, mise en évidence par la température de transition lipidique, mais n’a pas induite une amélioration de la résistance à ce procédé de préservation. Dans une troisième partie, la caractérisation de l’état physiologique des cellules de L. lactis TOMSC161 a été complétée au niveau du transcriptome, du protéome et de l’état d’oxydation cellulaire. Le procédé de lyophilisation provoque la formation d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) intracellulaires qui dégradent la performance des ferments au cours du stockage. Par ailleurs, l’état d’oxydation des cellules diminue au cours de la fermentation et est expliqué, en phase stationnaire, par un ralentissement du métabolisme énergétique aérobie et une induction des réponses au stress oxydatif. Cette « pré-adaptation » initiale des cellules de L. lactis TOMSC161 au cours de la fermentation permet, là encore, une amélioration de leur tolérance à la lyophilisation et au stockage par une limitation de l’accumulation de ROS lors de ce procédé de préservation. Ce travail se conclut par une vérification des fonctionnalités du ferment lyophilisé, dans les conditions de production optimisées lors de cette thèse, en fabrication fromagère. Malgré l’étape de lyophilisation, les propriétés technologiques de L. lactis TOMSC161 sont conservées, validant ainsi le travail d’optimisation réalisé. / Lactic acid bacteria, which have a significant industrial importance, are widely distributed in frozen or freeze-dried state for further use in industrial processes such as cheesemaking. However, stabilization processes (freezing or freeze-drying) causes different stresses which can lead to low survival rates and functionality losses of microorganisms. In this context, this thesis aimed at better understanding the impact of the physiological state of L. lactis TOMSC161 cells during fermentation on their freeze-drying and storage resistance, and at developing simple but efficient tools to evaluate the cells physiological state during fermentation for industrials.In the first part of this work, the influence of fermentation parameters (temperature, pH and harvesting time) on the growth and resistance of L. lactis TOMSC161 to each step of the freeze-drying process and storage has been investigated While the strain performance was not deteriorated after freezing, L. lactis was sensitive to the drying step and to ambient temperature storage. Moreover, the fermentation temperature and the harvesting time influenced the drying resistance of this bacterium. L. lactis TOMSC161 cells grown at 32 °C, pH 6.2 and harvested late (at late stationary phase) exhibited therefore both an optimal growth and the highest resistance to freeze-drying and storage at 4 °C. In the second part, a deep characterization of the L. lactis TOMSC161 membrane at a biochemical and biophysical level was analyzed during fermentation at different temperatures and was linked to the freeze-drying and storage resistance of starters. The cyclopropanation of unsaturated fatty acids of L. lactis TOMSC161 during fermentation was correlated with a membrane rigidification and allowed an improvement of the cell tolerance to freeze-drying and storage. Conversely, cultivating cells at lower fermentation temperature than the optimum growth temperature induced as expected a homeoviscous adaptation as evidenced by lowered lipid phase transition temperature but did not induce any improvement of resistance to this preservation process.In the third part, the physiological state characterization of L. lactis TOMSC161 cells was completed by investigating at the transcriptomic and proteomic levels as well as the cellular oxidation state. The results proved that the freeze-drying process caused intracellular reactive oxygen species (ROS) formation, responsible of degradation of the starter performance during storage at 25 °C. Furthermore, the cellular oxidation state decreased during fermentation and was explained, in the stationary phase, by a slowdown of the aerobic energy metabolism and the induction of oxidative stress responses. This initial “pre-adaptation” of L. lactis TOMSC161 during fermentation allowed improving their tolerance to freeze-drying and storage by a limitation of ROS accumulation through the whole preservation process.Finally, this work has been concluded by verifying the functionalities of starter freeze-dried in the optimized production conditions defined in this thesis during cheesemaking. Despite the freezedrying step, the technological properties of L. lactis TOMSC161 were preserved, thus validating the performed optimization.

Ce travail de thèse vise à mieux comprendre l'effet de l'environnement buccal sur le comportement d'une bactérie orale probiotique, Streptococcus salivarius K12. La croissance et la maintenance de S. salivarius K12 ont tout d'abord été caractérisées dans une salive artificielle complémentée (CAS) conçue pour l'étude. Dans ce milieu, cette bactérie démontre un taux de croissance élevé et un temps de latence court, mais elle ne produit pas de bactériocines actives. La survie de S. salivarius K12 en phase stationnaire est, en revanche, affectée dans le milieu CAS. Ce phénomène est expliqué par une synthèse moindre des protéines impliquées dans le métabolisme énergétique, dont celui du glycogène. Toutefois, malgré une sensibilité accrue en phase stationnaire, le milieu CAS permet la croissance et la maintenance de S. salivarius K12. Les effets de plusieurs facteurs environnementaux spécifiques de la bouche, sur S. salivarius K12, ont été déterminés en milieu CAS. Ainsi, l'apport de saccharose, conduit à une dégradation de la viabilité. Des enzymes, ajoutées à leur concentration physiologique, affectent également les cellules bactériennes. Le lysozyme accroît la mortalité de S. salivarius par son action sur la paroi bactérienne. La peroxidase améliore sa viabilité en diminuant le potentiel redox du milieu. Le rôle clé du potentiel redox sur S. salivarius K12 est confirmé par l'impact négatif de l'injection d'air enrichi à 5% de CO2, qui accroît le potentiel redox. Enfin, l'amylase a démontré un rôle à la fois positif (augmentation de la biomasse) et négatif (diminution du taux de croissance). En conséquence, les études impliquant des bactéries orales se doivent de prendre en compte ces facteurs environnementaux influant sur les l'état physiologique bactérien. La mise en place de cultures continues respectant les variations de flux salivaire et permettant l'apport périodique de nutriments, tout en combinant l'ensemble des conditions environnementales identifiées précédemment, a permis de simuler la dynamique des conditions buccales. Les résultats démontrent que S. salivarius K12 est bien adapté à ces conditions de culture. Les cellules sont capables de se maintenir à un niveau de cultivabilité constant, malgré la carence nutritionnelle et le lessivage auxquels elles sont soumises. Certains mécanismes moléculaires expliquant cette adaptation ont été caractérisés : activation des voies d'utilisation de sources de carbone alternatives, stockage de l'énergie, augmentation de la compétence génétique naturelle. Finalement, ces travaux ont permis d'identifier certains mécanismes permettant à Streptococcus salivarius K12 de s'adapter à l'environnement buccal, grâce à la mise en place de méthodes d'étude in vitro du comportement des bactéries orales. / This thesis aims to better understand the effect of oral environmental conditions on the behaviorof the probiotic bacteria Streptococcus salivarius K12. Growth and maintenance of S. salivarius K12 have been characterized in a complemented artificial saliva (CAS), designed for this study. In this medium, S. salivarius demonstrated highspecific growth rate and low lag time, but it did not produce active bacteriocins. However, the survival of S. salivarius K12 during stationary phase was affected during fermentation in CAS medium. This was mainly explained by a reduced synthesis of proteins involved in energy and glycogen metabolisms. Thus, despite an increased sensitivity in stationary phase, the "complemented artificial saliva" allowed the growth and maintenance of S. salivarius K12. The effects of several environmental oral factors on S. salivarius K12 were determined in complemented artificial saliva. Adding sucrose decreased cellular viability. Enzymes added to their physiological concentration also affected the bacteria. Lysozyme increased S. salivarius mortality by acting on cellular wall. Peroxidase enhanced viability, by reducing the redox potential. The key role of redox potential on S. salivarius K12 was confirmed by the negative impact of the injection of air containing 5% CO2, which increased redox potential. The amylase demonstrated both positive (biomass increase) and negative roles (reduced growth rate). Consequently, studies involving oral bacteria must integrate these environmental factors that affected the bacterial physiological state. Continuous cultures, taking into account the variations in salivary flow and the periodical supply of nutrients, and combining all environmental conditions previously identified, allowed simulating oral dynamic conditions. From our results, a good adaptation of S. salivarius K12 took place in these culture conditions. Cells were able maintaining a constant level of cultivability despite nutritional starvation and wash out. Some molecular mechanisms explaining this bacterial adaptation have been characterized: activation of alternative carbon sources pathways, energy storage, and increase of natural genetic competence. Finally, this work made it possible identifying some mechanisms used by Streptococcussalivarius K12 to adapt itself to the oral environment, through the establishment of in vitro methods for studying the behavior of oral bacteria.